安徽省蕪湖市無為縣第二中學 安 英
眾所周知,三次函數的導數是不可或缺、耳熟能詳的二次函數,因此,以三次函數為載體,用二次函數知識對三次函數的性質做研究的創(chuàng)新試題,背景新穎,綜合性強,所以近年來,三次函數圖象的對稱問題是高考的熱點問題,弄清三次函數圖象對稱中心及相關性質尤為重要。
以三次函數的對稱性為背景的創(chuàng)新試題常常出現在各地高考或模擬考試中,考查利用導數研究函數的性質,考查函數與方程思想,考查考生創(chuàng)新能力,考查考生熟練應用所學知識解決問題的能力。
為了解決相關問題,弄清三次函數圖象對稱中心及相關性質迫在眉睫。讓我們探究問題,將心注入。
(1)試用含a的代數式表示b;
(2)求f(x)的單調區(qū)間;
(3)令a=-1,設函數f(x)在處理取得極值,記點證明:線段MN與曲線f(x)存在異于M,N的公共點。
(1)(2)兩問比較簡單,(3)問線段MN與曲線f(x)存在異于M,N的公共點,即f(x)對稱中心。理解出題者的用意,理解題目的背景,用對稱中心的性質解決問題是個好方法,于是從三次函數圖象對稱中心開始探究。
分析:(1)(2)兩問比較簡單,(3)問要用對稱中心的性質解決。
評注:解答(3)問,用心即好。用對稱中心的性質解題就非常自然簡潔。掌握了三次函數的對稱中心的性質,很多困難的問題就迎刃而解,更有助于我們提高對知識系統(tǒng)性的理解。
進一步深入問題,不難發(fā)現還有很重要、很實用的引理。在解決有關問題時若不忘初心,定能另辟蹊徑。
引理:若函數y=f(x)在定義域D上可導,且,則函數y=f(x)的圖象關于點的圖象關于直線x=a對稱。
證明:由函數y=f(x)的圖象關于點在 時恒成立,此時兩邊對x求導,得
分析:f(x)的導函數是二次函數,可用二次函數對稱軸來解。亦可利用引理快速解決。
以三次函數的對稱性為背景的創(chuàng)新試題常常出現在各地高考或模擬考試中,考查利用導數研究函數的性質,考查函數與方程思想,考查考生創(chuàng)新能力,考查考生熟練應用所學知識解決問題的能力。
數學家華羅庚曾經說過:復雜的問題要善于“退”,足夠地“退”,“退”到最原始而不失去重要性的地方,是學好數學的一個訣竅。所以不忘初心,從心開始!